IP技术在未来广电节目传输组网中的应用前景展望

刘建国

（国家新闻出版广电总局无线局，北京 100866）

产业观察

IP技术在未来广电节目传输组网中的应用前景展望

刘建国

（国家新闻出版广电总局无线局，北京 100866）

本文介绍了基于IP技术的“TS over IP”、“IP组网”和“IP over SDH”等关键技术的应用情况，并描绘了未来基于IP技术的广电节目传输网的设计模型，对未来广电节目传输网的发展前景进行了展望。

TS over IP；IP组网；IP over SDH；广电节目传输网

1 前言

目前，我国广电领域大多节目传输设备都采用ASI（异步串行接口）传输，而ASI传输是一种点对点的工作方式，通常采用同轴电缆、光纤作为传输介质，这就造成了广电节目传输组网的形式单一、调度复杂、成本较高。近年来，以太网以其高互联性、方便的组网能力和网络管理性能，在全球被大规模地使用。在三网融合的政策背景下，相信广电节目传输组网必将由全ASI传输过渡到ASI与IP（网络协议）并存传输，甚至是全IP传输。不久的将来，一套广播电视节目无论是采用有线、无线还是卫星方式传输，覆盖全国何地，只需轻点鼠标，通过全国IP组网的网管就可以轻松调度，势必将大大提高广电节目传输网的安全性、灵活性和经济性，实现多种节目传输覆盖方式的互联互通。

2 TS over IP技术应用

每个TS（传输流）分组的长度定义为188个字节长，其中前4个字节为包头，包头后面184个字节为有用数据。无论是采用MPEG-2，H.264还是拥有我国自主知识产权的AVS+标准编码的视音频，均可作为有用数据封装成TS分组。

TCP/IP协议模块将TS分组作为IP分组的有效负载（Pay load）进行封装，实现了采用IP传输TS分组的目的，即“TS over IP”。IP分组利用包头中的IP地址进行路由传输，从而在网络层实现互联，至于链路采用什么技术、媒体是什么类型都没有关系，这不但避免了在网络链路层互联的困难，而且基于IP网的应用可以做到与网络基础设施分离。TS over IP实现了数字电视传输协议转换和业务模式转换，使数字电视以适合宽带IP网络的形式输出。

目前，TS over IP技术在广电节目监测网和IPTV中得到了较广泛的应用。基于此技术的监测系统实现了大容量、多传输方式、高集成度的广播电视节目集中灵活地监测；IPTV则实现了将数字电视转化成IP流媒体，进而在宽带网络上传输和分发。

3 IP组网技术应用

IP组网基于组播技术，每个IP信号靠惟一的组播地址来辨识。组播是一种允许一个或多个发送者同时发送相同的数据包给多个接受者的网络技术，能够在不增加骨干网负载的情况下，成倍增加业务用户数量的有效方案，因此成为当前大流量视音频业务的首选方案。

IP组网的基础设备主要是TS-IP网关，其主要功能是实现TS分组到IP协议的实时转换，并在转换的同时再生原始TS分组包头中的相关业务信息。多个网关互联后可组成IP网络，网内可灵活交换数据，方便调配信号资源，网络本身可扩展性强。

对于数字电视广播系统来说，由于一个物理频道的带宽是固定有限的，通常为了节约带宽，使用数字压缩技术及多节目复用技术将多个单节目TS流(SPTS)打包成多节目TS流（MPTS）。这种处理方式在IP组网中同样适用，TS-IP网关既可对MPTS解复用成SPTS，同时又进行PCR校正、PSI信息的再复用，在此基础上，对SPTS节目进行IP协议转换推送到IP组网上，也可直接对MPTS进行IP协议转换透传至IP组网上。

基于IP的TS流传输业务模型设计如图1所示，从解复用子板输出的TS流经分发模块送到码流平滑模块，经过码流平滑之后再送到协议封装和打包模块进行协议转换并打包，将只能在数字广播电视网中传输的TS流进行协议封装，转换成可以在IP组网上传输的TS over IP流，再通过组播发送模块发送到交换汇聚板上，通过交换汇聚板实现组播隔离和链路汇聚，然后再推送到节目传输网上。

图1 基于IP的TS流传输业务设计模型

4 IPover SDH技术应用

我国广电节目传输骨干网大多基于SDH技术组网，SDH网络是一种成熟的技术，可以提供非常高的带宽，带宽利用率高，达到95%。技术上，IP数据包可以通过PPP协议直接映射到SDH帧结构上，省去中间的ATM层，简化了IP网络体系结构，提高了数据传输效率。

将IP技术建立在SDH传输平台上，可以很容易地跨地域传输，兼容各种不同的技术和标准，实现网络互联;在广电节目传输网的平台上IP over SDH是用于试设和改造骨干网的首选方案，能同时适用于传统的ATM设备和近几年来得到迅速发展的以太网设备；SDH网络有良好的自愈性，其业务恢复功能和保护功能可保证网络的可靠性，随着千兆高速路由器的进一步成熟，IP over SDH成为当前应用前景最广的传输方式。但是，IP over SDH无法直接传输SDI，ASI，AES/EBU等广电业务，采用适配器或编码器的话，延时较大，SDH设备还有进一步提升的空间。

5 未来广电节目传输网的设计

根据广播电视无线、有线、卫星、新媒体等传输手段的技术特点、传输规律和适用范围，结合TSover IP、IP组网和IP over SDH的技术特点及应用情况，按照统筹规划、合理布局，形成互为补充、全面覆盖、结构优化的广电节目传输网的原则，本文设计了可能在以后应用的节目传输网模型，详见图2。

图2 广电节目传输网框图

随着IP传输压缩视音频的技术日趋成熟，我们可以通过升级传输设备带有IP接口或使用TS-IP网关的方式将各类电台、电视台、有线前端和集成平台的广播电视资源纳入IP节目传输网，同时他们之间也互相共享节目资源。各类中央、省级、地市、县级广播电视节目包经授权后可以在IP传输网中灵活交换，再通过有线、无线、卫星和多媒体等方式覆盖全国。

对于有线电视前端，只需按照可以惟一识别IP节目包的组播地址，从节目传输网中选取经授权集成的节目打包调制后即可送入有线分配网。部分经过授权的IPTV用户还可以直接接入传输网选取喜欢的节目随意收看。届时，国家网络公司负责搭建的有线网络互联互通平台可以直接与节目传输网对接，不仅可以为广大受众提供海量的广播电视节目，而且避免了各级有线电视前端节目集成环节的重复建设，节省大量资源和经费。

对于无线发射台，也是可以灵活机动的从传输网中选取经授权的节目打包调制后发射到空中进行无线覆盖。另外，随着无线广播电视从模拟到数字化的转制，腾出的500多兆赫广电专用频率资源可用作于无线通信模式，即当前发展最为迅速的“移动互联网”。同样基于IP技术的节目传输网和移动互联网可以轻松对接。广电的频率资源和发射台站的地理资源，500多兆赫的带宽和6万个无线发射台站，以及广电无线发射站点的地理高度，都是一笔不可小觑的巨大资源财富。

对于卫星地球站，可以从传输网中灵活选取经批准上行的节目打包调制后发射到卫星上，供有线电视前端、无线发射台、集成平台和直播卫星用户接收。IP组网方式对于实现全国卫星地球站的应急灾备提供了最广泛、便利的条件，可以将全国36个地球站按照地域划分为东北、西北、华北、华南、西南、华中、华东七个区域，在不增加网络负载的前提下，通过IP传输组网实现区域内上行信号源的共享，当本区域内的某个卫星地球站发生自然灾害或供电中断时，可以立即与区域内的其他地球站建立信号源连接由其代为应急上行，必要时也可以跨地域上行，从而实现确保国家广播电视的卫星信号源的绝对安全。

2012年下半年，搭载了智能操作系统的互联网机顶盒开始进入了消费者的生活。

6 结束语

未来，基于IP技术的广电节目传输网会改变以往节目传输点对点的工作方式，通过这张IP网将节目制作机构和传输机构可以灵活的联系在一起，按照多播的工作方式实现全国节目资源的跨地域灵活调度，降低节目传输成本，易于网络扩展和升级，增加保障广播电视节目安全播出的手段和措施。

近两年来，“云计算”作为全球信息技术领域的热点之一，引起了世界各国的高度关注。我国云计算研究应用的兴起，也给广电的发展带来了巨大的机遇。基于IP技术的广电节目传输网具备天然的视频云计算的终端和宽带网络两大优势条件，只需要增加视频云计算的中央“云”处理器，就可以提供云计算服务。广电应积极抓住云计算发展初期的战略机遇，建立自己领域的云计算平台，方能取得长远的发展。

[1] 庞井君，杨明品，李岚．中国广播影视电视发展报告，2012

IP Technology in Radio and Television Program Transmission Networking Application Prospect in the Future

Liu Jianguo
(Administration Bureau of Radio Stations Sarft, Beijing, 100866)

This paper introduces the application situation of "TS over IP", "IP network" and "IP over SDH"and other key technology based on IP technology, and described the future design model of radio and TV programtransmission network based on IP technology, make a prospect on the future development of the radio and TVprogram transmission network in the future.

TS over IP; IP network; IP over SDH; Radio and TV program transm ission network

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.03.008

TN913

B

1672-7274（2014）03-0032-03

刘建国，男，1969年11月出生，国家新闻出版广电总局无线电台管理局，副局长，高级工程师，主要研究方向为卫星与微波技术。